楊萬坤，普偉林

（云南省小龍?zhí)兜V務(wù)局，云南 開遠(yuǎn) 661699）

PL-2400排土機(jī)支撐車限位裝置優(yōu)化

楊萬坤，普偉林

（云南省小龍?zhí)兜V務(wù)局，云南 開遠(yuǎn) 661699）

通過對排土機(jī)受料臂支撐車限位裝置優(yōu)化前后使用的限位開關(guān)的工作原理和在工作中的作用進(jìn)行對比，找出原有限位開關(guān)在生產(chǎn)過程中存在的缺點(diǎn)及造成的設(shè)備隱患，從而說明了限位裝置優(yōu)化在生產(chǎn)中的重要性及必要性。

排土機(jī)；受料臂；支撐車；限位開關(guān)

Abstract:Through comparing the working principle of limit switch and role in the work before and after optimization of dumping machine by the discharge arm supporting vehicle spacing device,the article finds out the disadvantages and hidden trouble of old limit switch in the process of production,illustrates the importance and necessity of spacing device optimization in the production.

Key words:dumpingmachine;arm;supporting vehicle;limit switch

0 引言

排土機(jī)是露天煤礦連續(xù)或半連續(xù)開采成套設(shè)備的一部分，它與膠帶運(yùn)輸機(jī)配套，適用于露天礦排土場和料場疏松物料的排棄和堆集用。排土機(jī)按行走裝置分為履帶式、步行式、軌道式和步行軌道式等。履帶式排土機(jī)應(yīng)用最廣泛，源于其移動性能較好，履帶式排土機(jī)排土，相對于其它排土方法，由于其作業(yè)是連續(xù)的，故生產(chǎn)能力大，一次排棄寬度大，輔助作業(yè)時間少，自動化程度高。

小龍?zhí)兜V務(wù)局布沼壩露天煤礦使用的排土機(jī)型號是PL-2400，其生產(chǎn)能力最大為2 400 m3/h，整機(jī)重為240 t，受料臂相對最小夾角為±80°，總裝機(jī)容量為420 kW，整機(jī)外形尺寸為：65.17 m×9.72 m× 15.71 m（長 ×寬×高)，排料半徑為40 m，受料半徑為18±1.5 m，上排高度為15 m，下排高度為3 m，受料臂膠帶寬1.4 m、運(yùn)行速度4 m/s，排料臂膠帶寬1.4 m、運(yùn)行速度4.5 m/s。排土機(jī)可分工作狀態(tài)和轉(zhuǎn)場行走狀態(tài)2種工況，工作狀態(tài)時受料臂尾部搭在支撐車滾輪上，配重小車在平衡梁的最后端，排料臂進(jìn)行排料[1]。PL-2400型排土機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 PL-2400排土機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

PL-2400型排土機(jī)主要由排料臂、司機(jī)室、回轉(zhuǎn)裝置、下部鋼結(jié)構(gòu)、主機(jī)行走裝置、維修室、支承車行走裝置、受料臂、排料臂、配重塊等組成。排土機(jī)可行走移動，可扭車轉(zhuǎn)向；排料臂可變幅、回轉(zhuǎn)、移動排料。排土機(jī)支撐車位于受料臂下部，支撐車的作用是支撐排土機(jī)受料臂、在膠帶輸送機(jī)軌道上前、后移動、受料槽與落料口對位。改善了受料臂的受力條件，減輕了排土機(jī)整機(jī)重量，而且軌道式支撐車在地面膠帶機(jī)的軌道上行走，使得向排土機(jī)物料轉(zhuǎn)載工作變得簡單可靠。支撐車分為履帶式和軌邊式2種，PL—2400型排土機(jī)采用軌道式支撐結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 支撐車結(jié)構(gòu)示意圖

軌道式支撐車為自行式浮動支承臺架，主要由回轉(zhuǎn)支架，支撐裝置，行走驅(qū)動裝置，被動輪裝置等組成。其上部支承受料臂的回轉(zhuǎn)支架可作360°回轉(zhuǎn)，中間支撐裝置橫跨膠帶兩側(cè)，下部行走車輪支承在地面膠帶機(jī)軌道上，通過兩側(cè)的驅(qū)動裝置可進(jìn)行向前、向后行走。

1 限位開關(guān)的工作原理及分類

限位開關(guān)又稱行程開關(guān)，限位開關(guān)就是用以限定機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動極限位置的電氣開關(guān)，可以安裝在相對靜止的物體上或者運(yùn)動的物體上。當(dāng)動物接近靜物時，限位開關(guān)的接點(diǎn)引起閉合的接點(diǎn)分?jǐn)嗷蛘邤嚅_的接點(diǎn)閉合，由開關(guān)接點(diǎn)開、合狀態(tài)的改變?nèi)タ刂齐娐泛碗姍C(jī)。

限位開關(guān)有接觸式的和非接觸式的。接觸式限位開關(guān)有一個機(jī)械觸頭，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動部件上安裝接觸式限位開關(guān)，與其相對運(yùn)動的固定點(diǎn)上安裝極限位置的擋塊，當(dāng)行程開關(guān)的機(jī)械觸頭碰上擋塊時，切斷了（或改變了）控制電路，機(jī)械就停止運(yùn)行或改變運(yùn)行。由于機(jī)械的慣性運(yùn)動，這種行程開關(guān)有一定的“超行程”以保護(hù)開關(guān)不受損壞。非接觸式開關(guān)是一種無需與運(yùn)動部件進(jìn)行機(jī)械直接接觸而可以操作的位置開關(guān)，當(dāng)物體接近開關(guān)的感應(yīng)面到動作距離時，不需要機(jī)械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動作，常見的有光電式、感應(yīng)式等[2]。

綜上可知，接觸式限位開關(guān)與非接觸式限位開關(guān)具有很大的差別。首先，接觸式限位開關(guān)顧名思義，需要接觸才能動作，而非接觸式開關(guān)則不需要接觸即可動作；其次，非接觸式限位開關(guān)的探測距離有遠(yuǎn)有近，一般為10～100 mm，而接觸式開關(guān)可動距離有限[4]。在我們使用的環(huán)境對2種開關(guān)進(jìn)行比較，非接觸式開關(guān)使用效果優(yōu)于接觸式開關(guān)。

2 限位開關(guān)優(yōu)化原因分析及優(yōu)化方案

2.1 限位開關(guān)優(yōu)化前使用效果

我單位之前使用的限位開關(guān)是接觸式限位開關(guān)，這種限位開關(guān)設(shè)計時存在一定的“超行程”可以保護(hù)開關(guān)，這個“超行程”的大小雖然可以通過選型來改變，但是這對于大型設(shè)備來說可能就會有所不足。我單位使用排土機(jī)的受料臂移動速度雖然不快，但是慣性大，當(dāng)受料臂移動到與限位開關(guān)觸頭接觸的時候，限位開關(guān)才會動作，限位開關(guān)雖然有“超行程”保護(hù)，但是我們設(shè)備上使用的限位開關(guān)“超行程”有時并不能完全抵消設(shè)備慣性產(chǎn)生的行程，所以使用的接觸式限位開關(guān)會被設(shè)備撞擊損壞[3]，接觸式限位開關(guān)控制原理如圖3所示。

圖 3 限位開關(guān)優(yōu)化前控制原理

結(jié)合上圖可知，當(dāng)受料臂滑動至極限位置時必須與限位開關(guān)接觸、動作，控制行走接觸器才會動作，控制排土機(jī)停車。雖然接觸器已經(jīng)及時動作，但是排土機(jī)存在慣性，還會有稍微的前進(jìn)，這就可能會使限位開關(guān)受到?jīng)_擊導(dǎo)致?lián)p壞，如果設(shè)備行走速度很快，嚴(yán)重時還可能造成受料臂脫離軌道。

2.2 限位開關(guān)優(yōu)化原因分析

通過對優(yōu)化前限位開關(guān)使用效果研究可知，造成設(shè)備安全隱患及故障的原因有2點(diǎn)：首先是受料臂軌道移動距離限制：受料臂尾部安裝在支撐車軌道上存在滑動的極限距離，當(dāng)滑動的距離超出極限距離后，就會存在設(shè)備脫離軌道的安全隱患；其次，接觸式限位開關(guān)需要接觸才能控制接觸器動作，從而控制排土機(jī)行走停車，這存在限位開關(guān)損壞的可能性很大[6]。

2.3 限位開關(guān)優(yōu)化方案

綜合以上2點(diǎn)原因，做出優(yōu)化方案：首先，重新測量、確定排土機(jī)在生產(chǎn)過程中履帶行走前、后移動的最大距離（極限距離），以確定受料臂在支撐車軌道上滑行的距離；其次，安裝非接觸式限位開關(guān)既可以實(shí)現(xiàn)受料臂前、后移動的限位功能，又能減小限位開關(guān)損壞的可能性。

首先，選擇剝離系統(tǒng)不生產(chǎn)的時間段來測量排土機(jī)受料臂與支撐車軌道移動的前、后極限距離，確定了限位開關(guān)的安裝位置，在確定安裝位置之前我們預(yù)留了安全距離，以滿足設(shè)備慣性移動的距離，這樣就可以消除由設(shè)備慣性帶來的安全隱患[7]。

其次，把接觸式限位開關(guān)更換為非接觸式限位開關(guān)（接近開關(guān)），根據(jù)重新測量、確定的安裝位置來進(jìn)行安裝，新安裝的限位開關(guān)最大感應(yīng)距離為80 mm，這個距離可以有效的緩解因設(shè)備慣性對限位開關(guān)的沖擊損壞，從而減小了限位開關(guān)損壞的可能性。限位開關(guān)安裝位置如圖4所示，限位開關(guān)安裝在受料臂滑行軌道兩端，探體（感應(yīng)塊）安裝在支撐車滾輪基座兩側(cè)（共4塊）。限位開關(guān)接線、控制原理如圖5所示，當(dāng)限位開關(guān)探測到探體（感應(yīng)塊）時，限位開關(guān)控制繼電器K1或K2線圈得電，繼電器K1或K2輔助觸點(diǎn)由常閉變?yōu)槌ｉ_，從而控制接觸器K87或K88（接觸器K87控制排土機(jī)左履帶前進(jìn)、后退，接觸器K88控制排土機(jī)右履帶前進(jìn)、后退），達(dá)到了控制排土機(jī)行走的目的[8]。

圖4 限位開關(guān)安裝位置示意圖

圖 5 限位開關(guān)接線、控制原理圖

2.4 限位開關(guān)優(yōu)化達(dá)到的效果、目的

由圖3與圖5比較可看出，不僅對限位開關(guān)進(jìn)行了更換，同時還對接線、控制電路進(jìn)行了改進(jìn)。首先，通過限位開關(guān)的優(yōu)化，將接觸式限位開關(guān)更換為非接觸式限位開關(guān)（接近開關(guān)），這樣既達(dá)到了保護(hù)限位開關(guān)不被損壞的目的，同時也實(shí)現(xiàn)了對排土機(jī)受料臂移動的限位功能；其次，因為更換后的限位開關(guān)（接近開關(guān)）需要提供獨(dú)立的電源，所以在電路中增加了單獨(dú)的電源模塊。（注：獨(dú)立的電源必須符合限位開關(guān)的使用電壓等級要求）

優(yōu)化后的限位開關(guān)經(jīng)過近1 a的試用，幾乎未發(fā)生過設(shè)備故障，減少限位開關(guān)被損壞的幾率，消除了排土機(jī)受料臂滑落支撐車軌道的安全隱患。安全生產(chǎn)是參與生產(chǎn)各環(huán)節(jié)相關(guān)人員及企業(yè)負(fù)責(zé)人應(yīng)該時刻關(guān)注的，生產(chǎn)因素包含很多，比如人、機(jī)、環(huán)境等，這就造成了生產(chǎn)過程的復(fù)雜多變，只有人的安全意識到位，機(jī)械、設(shè)備的運(yùn)行情況正常，管理制度完善，管理到位，才能保證安全生產(chǎn)。生產(chǎn)安全，人和設(shè)備就安全，人和設(shè)備安全了，就能避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。

3 結(jié) 語

該優(yōu)化方法，雖然設(shè)計簡單，所用材料少，資金投入不大，但所起的作用是顯而意見的。限位裝置優(yōu)化、使用一年時間，故障率低、無器件損壞，限位裝置優(yōu)化之前，排土機(jī)行走都要小心操作，而優(yōu)化之后操作方便，消除了設(shè)備在生產(chǎn)過程中的安全隱患，保證了設(shè)備和人員的安全，提高了設(shè)備的可靠性，保證了系統(tǒng)的有效生產(chǎn)時間及工作任務(wù)的順利完成。在如今嚴(yán)格要求生產(chǎn)安全的大環(huán)境下，確保生產(chǎn)安全是第一要素，安全生產(chǎn)要時刻牢記十二字方針“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”，只有保證安全，才能確保正常生產(chǎn)，排土機(jī)支撐車限位裝置優(yōu)化，排除了一個重要的生產(chǎn)安全隱患，減少了設(shè)備的故障率，體現(xiàn)了限位裝置優(yōu)化在生產(chǎn)過程中的重要性及必要性。

［1］PL—2400型排土機(jī)培訓(xùn)教材，安全操作說明書.

［2］郁有文.傳感器原理及工程應(yīng)用［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001.

［3］王建.維修電工（技師、高級技師）國家職業(yè)資格證書取證問答［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

［4］王俊峰.電力產(chǎn)品的設(shè)計與制作［M］.北京：北京理工大學(xué)出版社，1995.

［5］黃小安.傳感器日常應(yīng)用嘗試［M］.北京：科學(xué)出版社，2002.

［6］范科.常用電子傳感器參數(shù)手冊［M］.北京：工業(yè)出版社，2001.

［7］郁有文.傳感器原理及工程應(yīng)用［M］.西安：電力科技出版社，2010

［8］武昌俊.自動檢測技術(shù)及應(yīng)用［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

【責(zé)任編輯：張東旭】

Optim ization of lim it device of PL-2400 dum ping machine supporting vehicle

YANGWankun,PUWeilin
(Yunnan Province Xiaolongtan Mining Bureau,Kaiyuan 661601,China)

TD422.4+1

B

1671-9816（2017）10-0053-04

2017-06-05

楊萬坤（1990—），男，畢業(yè)于昆明理工大學(xué)自動化專業(yè)，現(xiàn)任云南省小龍?zhí)兜V務(wù)局機(jī)修總廠設(shè)備管理部電氣技術(shù)員。

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.10.016

楊萬坤，普偉林.UPL-2400排土機(jī)支撐車限位裝置優(yōu)化［J］.露天采礦技術(shù)，2017，32（10）：53-55.